Zoals de aanpalende bossen van Laarbeek en Dielegem, was het Poelbos (dat toen nog een andere naam had) in de middeleeuwen een steengroeve. De monniken van Dielegem wilden de abdij vergroten en openden daarvoor in de veertiende eeuw meerdere steengroeven op de terreinen die zij in de omgeving bezaten en die rijk waren aan kalksteen.

De exploitatie stopte niet bij wat ze zelf nodig hadden voor de abdij. Het werd een bron van inkomsten en de monniken leverden stenen voor verschillende gebouwen van religieuzen in Brussel en zelfs in Mechelen.

De steengroeve werd in de loop van de zeventiende eeuw opgegeven, omdat ze regelmatig overstroomde. De monniken plantten een bos op die plek om die toch nog te laten renderen. Ze plantten er beuken en eiken. De populieren en essen zijn het resultaat van natuurlijke uitzaaiing.

Zo werd de vroegere steengroeve het ‘Poelbos’, letterlijk een bos in een waterpoel.

Na de ontmanteling van de abdij, wisselde het bos verschillende keren van eigenaar. Uit geschriften blijkt dat de Jetse advocaat Edmond Tricher het in 1889 aankocht. Hij liet er een kasteel bouwen langs de Laarbeeklaan en zorgde er waarschijnlijk voor dat de onmiddellijke omgeving werd aangelegd als een romantisch park.

De Tweede Wereldoorlog bleek fataal voor de oude beuken in het bos: de bezetter velde de meeste exemplaren om er geweerkolven van te maken!

In 1964 werd de gemeente Jette eigenaar van het gebied. Het kasteel werd voor diverse doeleinden gebruikt (als dagcentrum voor de kinderen van de scholen, voor zaalverhuur, als jeugdcentrum), vooraleer het in 1973 werd afgebroken omdat het in verregaande staat van verval verkeerde.

In 1977 integreerde de gemeente het Poelbos in zijn grote project voor een gewestelijk park. Voor de bescherming van wat toen een van de laatste enclaves van Brabants landschap was, stelde ze voor om de drie beboste delen van Jette (Laarbeek-, Dielegem- en Poelbos) met elkaar en met de aangrenzende groenzones te verbinden. Dat uitgestrekte geheel van bijna 110 hectare werd het Koning Boudewijnpark.

Dankzij de vzw C.E.B.O. (Milieucommissie voor Brussel-West) werd de vallei van het Poelbos, waar vroeger de steengroeve lag, hetzelfde jaar nog een educatief natuurreservaat. Dit deel kreeg in 1989 het statuut van domaniaal natuurreservaat. Die titel werd in 1998 uitgebreid tot het volledige bos (dat al sinds 1976 als landschap was geklasseerd).